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水解与颗粒污泥膨胀床串联工艺处理城市污水 摘要：提出了常温下水解(HUSB)和颗粒污泥(EGSB)反应器串联处理城市生活污水的新工艺以提高悬浮性和溶解性COD的去除率。在T＞15和T=12条件下，工艺可分别达到70%总COD、85%SS的去除率和60%总COD、77%SS的去除率。HUSB反应器的水力停留时间是3h，用于预处理去除SS和提高出水COD的溶解性和可生化性，其SS、悬浮性COD的去除率分别为86%和66%，并超过50%的污泥水解率。在T=8～12时，EGSB反应器的水力停留时间是2h，可获得60%总COD去除率和23～70 L/m3污水的沼气产量。 关键词：废水处理 生活污水 厌氧处理 水解 水解升流污泥床 粒污泥膨胀床 　　笔者与他人在厌氧(水解)处理低浓度污水的研究中发现水解反应器(HUSB)在短的停留时间(HRT=2.5 h)和相对高的水力负荷［＞1.5 m3/(m2·h)］下获得高的SS去除率(实验室和生产性试验中分别取得平均90%和85%的SS去除率)，并可改善原污水的可生化性和溶解性，以利于好氧后处理工艺［1、2］。但是，其COD去除率仅有40%～50%，溶解性COD的去除率更低，事实上仅能够起到预酸化作用。与此同时，在荷兰Wageningen 农业大学进行的传统UASB和EGSB反应器、特别是EGSB的研究发现其可有效地去除溶解性 COD 组分，但对于悬浮性COD的去除很差［3］。上述研究表明，两种各自开发的处理工艺的优点和缺点是互补的。因此，联合进行了HUSB+EGSB串联工艺处理城市污水的合作研究(见图1)。 1 材料和方法 1.1反应器,接种物和启动　　HUSB反应器(200L)直接运行在满水力负荷下，即HRT=3.0h和v=1.0m/h的上升流速下。EGSB反应器(120L)在两个月后启动，采用出水回流保持高的上升流速。试验采用Benneom村的合流制生活污水在常温下进行。HUSB接种 Renkum污水处理厂消化污泥，EGSB 接种颗粒污泥取自面粉加工厂 UASB 装置，最大甲烷菌比活性分别为0.14和0.21kgCH4-COD/(kgVSS·d)(30)。间歇回流试验设备包括一个内径53mm、高度为600m(总体积为1.25L)反应柱和一个工作容积为5L的容器(图1b)［4］。从连续运行的EGSB反应器内取出1L的颗粒污泥放入反应柱内，在试验完毕后颗粒污泥放回EGSB反应器。1.2取样和分析方法　　化学分析取24h混合样(保存在4冰箱内)。SS、BOD5、凯氏氮和总磷采用原污水样，VFA、NH3-N、NO2-N、NO3-N、PO43-P的测定采用滤纸(孔径4.4μm)过滤样，污泥浓度和上述分析采用标准方法［5]COD采用微量测定方法［6］，CODt、CODm和CODf分别代表总COD、0.45μm和4.4μm滤纸过滤的COD，胶体CODc和悬浮CODs分别被定义为CODf与CODm之差、CODt和CODf之差。 2 HUSB反应器的运转结果 2.1运转结果　　水解反应器在整个试验期间的水力停留时间为3.0h，总COD去除率在30%～50%之间变化。悬浮性和胶体性COD的平均去除率分别达60%和20%，不出所料在反应器内基本没有溶解性COD的去除率。虽然进水浓度和温度变化很大，但反应器的运行相当稳定，很明显可适应进水的波动，因此它可减少冲击负荷，这一特点对于后处理肯定有益。按进水浓度和温度变化，运转结果可分为几组数据(表1)。在低温条件下(T=11，190～206d)观察到最低的COD去除率，这时进水浓度从600mg/L减少到300mg/L，COD去除率从40%降低到10%，主要是由于雨季的进水浓度低所引起，因为在进水浓度较高的低温条件下(207～272d，T=12)，CODt的去除率并没有降低。 表1 温度和浓度与去除率之间的关系 阶段（d) 数据（N） 温度 CODt(mg/L) CODf(mg/L) CODm(mg/L) SS(mg/L) VFA(mg/L） COD去除率（%） SS去除率（%） 范围 平均 进水 出水 Et Ef/t Em Ee Es 1～189 113 14～21 17 697 342 197 237 59 107 38 52 -2.6 23 65 83 190～204* 8 9～12 11 318 170 100 171 13 34 11 45 7.3 -16 25 77 206～272 39 8～13 12 507 286 116 154 40 73 37 57 16.1 39 49 75 总平均 　 8～21 　 650 321 187 217 54 99 37 53 -0.9 23 58 81 注 *为雨